[发明专利]一种一体化粉煤热解反应装置及其处理方法

说明书

本发明提供了一种一体化粉煤热解反应装置及其处理方法，所述装置内设置隔板，上部为沉降区，下部为贫氧燃烧区，提升管反应器从装置底部通入并伸入沉降区，在提升管反应器顶端设置第一气固分离装置，第一气固分离装置的气体出口与装置顶部的油气出口相连，第一气固分离装置排出的固体进入沉降区；装置侧壁于隔板处设置至少2个固体物料出口，一部分固体物料出口通过固体物料流通管路连接贫氧燃烧区，另一部分固体物料出口向外排出固体物料；装置侧壁于贫氧燃烧区处设置烟气出口，底部设置底部物料排出口和空气入口。本发明将提升管、沉降器和贫氧燃烧器等设备结合至一个反应装置中，可以大幅度提升热回收效率，缩短反应时间，降低副反应产物。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，涉及一种粉煤热解反应装置及其处理方法，尤其涉及一种一体化的粉煤热解反应装置及其处理方法。

背景技术

煤热解体质工艺是煤深度干燥的基础上，在氧化气氛下继续升温，发生一系列复杂的物理化学反应，脱除大部分挥发分，得到半焦、低温焦油和热解煤气等产品的过程。热解是利用煤炭组成与结构特征生产替代紧缺油气资源的煤温和转化过程，也是利用煤本身结构特点联产芳香烃化学品的最有效方法。

煤热解类型按温度分为低温、中温以及高温热解，温度不同得到的反应物也不同。低温条件下，煤热解出来的有煤气、煤焦油以及半焦。煤气经过处理后，可以作为洁净的燃料，也可以作为生产中间化学品的原料；煤焦油经过加工可制成酚、苯、萘等系列产品；煤热解得到的半焦是较好的固体洁净燃料，可用于发电，也可经煤化工用于制甲醇及氨等化学品。所以，煤的热解是将煤进行分质再利用的过程，有利于提高煤炭的利用率。

在大颗粒煤(6mm)的低温煤热解反应系统中普遍采用直立炉工艺进行热解，而直立炉工艺对于6mm以下的粉煤低温热解并不适合。

CN 105623688 A公开了一种热载气提升快速反应的粉热解方法，包括以下步骤：步骤一，在热载气提升作用下，来自粉煤加料仓的粉煤和热载气在提升管中充分快速混合，粉煤在提升过程中温度升高并发生快速热解反应；步骤二，粉煤在提升管中反应完成后进入沉降器，并在沉降器中实现油气与粉焦固体的气固快速分离，沉降器的底部产物得到半焦产品，沉降器的顶部产物为焦油、煤气和热载气混合气。

CN 105602593A公开了一种提升管粉煤热解方法，包括以下步骤：步骤一，粉煤干燥及制备步骤；步骤二，热解反应步骤；步骤三，热解产物的分离步骤；步骤四，粉焦及烟气利用步骤。

虽然上述方法均提供了采用提升管进行粉煤热解的方法，但上述方法中均采用多个装置进行反应，进而拉长了整个生产线，使热载体中的热量未得到有效的回收就已经被消耗掉；并且，上述装置用材耗量大，材料成本大幅提高也是其主要的缺点。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种一体化粉煤热解反应装置及其处理方法。本发明所述装置将提升管、沉降器和贫氧燃烧器等设备结合至一个反应装置中不仅降低了反应系统占地面积，并且有利于将贫氧燃烧过程中产生的热量快速传输至提升管反应器，进而大幅度提升热回收效率，缩短反应时间，降低副反应产物。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种粉煤热解反应装置，所述装置内设置隔板将其分为上下两个部分，装置上部为沉降区，装置下部为贫氧燃烧区，提升管反应器从装置底部通入并伸入沉降区，并在提升管反应器顶端设置第一气固分离装置，第一气固分离装置的气体出口与装置顶部设置的油气出口相连，第一气固分离装置排出的固体进入沉降区；

所述装置侧壁于隔板处设置至少2个固体物料出口(例如2个、3个、4个、5个或6个以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用)，一部分固体物料出口通过固体物料流通管路连接贫氧燃烧区，另一部分固体物料出口向外排出固体物料；

所述装置侧壁于贫氧燃烧区处设置烟气出口；